Активизируемый водой плоский нагреватель

Полезная модель относится к пищевой промышленности и позволяет при ее использовании повысить удобство пользования плоским нагревателем при одновременном снижении его стоимости. Активизируемый водой плоский нагреватель содержит плоский контейнер с замкнутой полостью, которая заполнена однородной смесью окиси кальция с безводным силикагелем, при содержании безводного силикагеля в количестве 1 части на 3,0-6,0 вес. частей окиси кальция, контейнер выполнен с двумя одинаковыми и расположенными напротив друг друга теплопередающими стенками соединенными между собой по краям. Каждая стенка контейнера выполнена двухслойной, с внешним слоем из газо-водопроницаемой стеклоткани и внутренним слоем - из полимерного пористого нетканного материала, а соединение стенок между собой и слоев в каждой стенке между собой выполнено в виде общего термошва. 3 ил.

Полезная модель относится к пищевой промышленности, а более конкретно к устройствам для нагрева упакованных пищевых продуктов перед их употреблением.

Из достигнутого уровня техники известен активизируемый водой плоский нагреватель, содержащий корпус, выполненный в виде верхней секции из гибкого полимерного материала, соединенной с плоским дном, выполненным из листового пористого материала, при этом верхняя секция выполнена в виде матрицы изолированных друг от друга емкостей с обращенным вверх дном и заполненных теплогенерирующим материалом (смесью частиц магния и хлорида меди), а в своей нижней части емкости выполнены с общей нижней плоской отбортовкой, которая соединена с дном (см. патент US - А - №5517981, 1996).

Основной недостаток описанного выше плоского нагревателя заключается в том, что тепловой контакт с ним может быть осуществлен только со стороны верхней секции, что существенно снижает эффективность использования тепловой анергии, выделившейся в результате взаимодействия с водой находящегося в емкостях теплогенерирующего материала.

Известен также активизируемый водой плоский нагреватель, взятий в качестве прототипа и содержащий выполненный из гибкого полимерного пористого нетканного материала плоский контейнер с замкнутой полостью, в которой размещены сложенные вместе теплогенерирующий материал, спеченный в виде пластины, и пластинчатый фильтр (см. патент US- А - №535869, 1994).

Основной недостаток прототипа заключается в том, что при протекании экзотермической химической реакции между магнием и водой в присутствии железа выделяется водород, что создает серьезные неудобства при использовании плоского нагревателя. Кроме того, использование теплогенерирующего материала, подвергнутого дополнительной операции спекания, приводит к повышению стоимости и без того достаточно дорогостоящего теплогенерирующего материала. Что касается выполнения плоского

контейнера из гибкого полимерного пористого нетканого материала, то оно накладывает жесткие ограничения на величину максимально достижимой температуры при протекании экзотермической химической реакции. Следствием, вышесказанного является невозможность использования в известном активизируемом водой плоском нагревателе широко распространенного и более дешевого термогенерирующего материала, а именно, окиси кальция.

Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по повышению удобства пользования активизируемым водой плоским нагревателем при одновременном снижении его стоимости. Достигаемый при этом технический результат заключается в том, что при протекании экзотермической химической реакции, во-первых, не происходит выделение водорода, а во-вторых, максимально достигаемая температура не превышает 150°С при длительности выделения тепловой энергии не менее 10 минут.

Поставленная задача решена тем, что в активизируемом водой плоском нагревателе, содержащем плоский контейнер с замкнутой полостью, в которой размещен теплогенерирующий материал, согласно полезной модели, замкнутая полость заполнена однородной смесью окиси кальция с безводным силикагелем, при содержании безводного силикагеля в количестве 1 части на 3,0-6,0 вес. частей окиси кальция, контейнер выполнен с двумя одинаковыми и расположенными напротив друг друга теплопередающими стенками соединенными между собой по краям, при этом каждая стенка контейнера выполнена двухслойной, с внешним слоем из газо-водопроницаемой стеклоткани и внутренним слоем - из полимерного пористого нетканного материала, а соединение стенок между собой и слоев в каждой стенке между собой выполнено в виде общего термошва.

Преимущество предложенного активизируемого водой плоского нагревателя перед прототипом заключается в том, что использование в качестве теплогенерирующего материала однородной смеси окиси кальция с безводным силикагелем (иными словами силикагеля, из которого термообработкой удалена адсорбированная на поверхности его зерен вода), при содержании безводного силикагеля в количестве 1 части на 3,0-6,0 вес.

частей окиси кальция, позволяет не только повысить безопасность, а следовательно удобство пользования (избежать выделение водорода), но и уменьшить более чем в два раза величину максимально достижимой температуры и одновременно более чем в два раза увеличить время выделения тепловой анергии по сравнению с теми же показателями, полученными при взаимодействии одной только окиси кальция с водой.

Что касается выполнения каждой стенки контейнера двухслойной (а именно, с внешним слоем из газо-водопроницаемой стеклоткани и с внутренним слоем из полимерного пористого нетканного материала), то внутренний слой каждой стенки, имеющий поры небольшого размера, с одной стороны, при хранении и транспортировке плоского нагревателя, препятствуют утечке через него находящегося в замкнутой полости сыпучего (в виде гранул, порошка) теплогенерирующего материала, а с другой стороны, обеспечивает хорошую газо-водопроницаемость как при инициировании экзотермической химической реакции, так и в процессе ее протекания. Выполнение внешнего слоя каждой стенки контейнера из газо-водопроницаемой стеклоткани обеспечивает (благодаря наличию достаточно больших пор) оптимальные условия для подачи воды в замкнутую полость контейнера (в связи с чем отпадает необходимость в использовании фитиля, как в прототипе), а также хорошую теплопроводность за счет заполнения пор водой в процессе функционирования плоского нагревателя. Здесь необходимо также отметить, что высокая термостойкость стеклоткани обеспечивает также сохранение работоспособности активизируемого водой плоского нагревателя в случае нарушения целостности внутренних слоев стенок контейнера в случае возникновения местного перегрева.

Кроме того, выполнение стенок контейнера из указанных выше материалов позволяет упростить процесс его изготовления благодаря возможности соединения как слоев каждой стенки между собой, так и стенок между собой с помощью общего термошва.

На фиг.1 изображен активизируемый водой плоский нагреватель, вид сверху, частичный разрез; на фиг.2 - то же, вид сбоку, частичный разрез; на фиг.3 - схематично показано использование активизируемого водой плоского нагревателя для

нагрева упаковки с пищевым продуктом.

Активизируемый водой плоский нагреватель (фиг.1 и 2) содержит плоский контейнер 1 с двумя одинаковыми и расположенными напротив друг друга теплопередающими стенками 2 и 3. Каждая стенка 2 и 3 контейнера l выполнена двухслойной. Внешний слой 4 каждой стенки 2 и 3 выполнен из газо-водопроницаемой стеклоткани, а внутренний слой 5 каждой стенки 2 и 3 - из гибкого полимерного пористого нетканного материала, предпочтительно поли пропилена. Стенки 2 и 3 соединены по краям между собой с образованием замкнутой полости 6, которая заполнена более дешевым (по сравнению с используемым в прототипе) теплогенерирующим материалом - однородной смесью 7 окиси кальция о безводным силикагелем, при содержании безводного силикагеля в количестве 1 части на 3,0-6,0 вес. частей окиси кальция. Соединение стенок 2 и 3 между собой и слоев 4 и 5 в каждой стенке 2 и 3 выполнено в виде общего термошва 8, шириной 3-15 мм. В качестве безводного силикагеля (иными словами силикагеля, из которого удалена адсорбированная на поверхности его зерен вода, например, путем нагревания его до 150-200°С) может быть использован силикагель технический (ГОСТ 3956-76) марки МСКМ, КСКГ или КСМГ.

На фиг.3 используются также следующие обозначения:

9 - открытая емкость; 10 - вода, 11 - упаковка с подлежащим нагреву пищевым продуктом.

Активизируемый водой плоский нагреватель используется следующим образом. В простейшем случае (аналогично тому, как описано в прототипе) плоский контейнер 1 с находящимся в его замкнутой полости 6 теплогенерирующим материалом 7 помещается в открытую емкость 9, а затем сверху него размещается упаковка 11 с подлежащим нагреву пищевым продуктом. После этого в открытую емкость 9 наливается вода 10, при этом количество воды должно быть достаточным для протекания экзотермической химической реакции между находящейся в замкнутой полости 6 окисью кальция и водой.

Активизируемый водой плоский нагреватель функционирует следующим образом. Вода 10, налитая в открытую емкость 9, пройдя сначала через поры в слоях 4 и 5 стенок 2 и 3 контейнера 1 поступает в замкнутую полость 6, заполненную однородной

смесью окиси кальция с безводным силикагелем, при содержании безводного силикагеля в количестве 1 части на 3,0-6,0 вес. частей окиси кальция. Вследствие однородности смеси окись кальция и безводный силикагель одновременно вступают в контакт с водой 10, поступающей в замкнутую полость 6 контейнера 1. В результате, одновременно с экзотермической химической реакцией между окисью кальция и водой происходит интенсивный процесс сорбции воды безводным силикагелем, а следовательно, обеспечивается распределение избыточной (с точки зрения обеспечения на начальной стадии протекания экзотермической химической реакции требуемого количества производимого тепла) воды в связанном состоянии по всему объему замкнутой полости 6 контейнера 1. Таким образом, использование в качестве теплогенерирующего материала однородной смеси окиси кальция с безводным силикагелем обеспечивает снижение темпа протекания экзотермической химической реакции на ее начальной стадии за счет аккумулирования равномерно распределенным по всему объему замкнутой полости 6 безводным силикагелем избыточного количества воды, поступившей в замкнутую полость 6. Далее, связанное с протеканием экзотермической химической реакции увеличение температуры в замкнутой полости 6 приводит к тому, что начинается обратный процесс - десорбции аккумулированной в силикагеле воды, обеспечивающий дальнейшее протеканий экзотермической химической реакции между оставшимся количеством окиси кальция и водой одновременно во всей замкнутой полости 6. Следствием вышесказанного является уменьшение величины максимально достижимой температуры в замкнутой полости до 150°С и увеличение до 10 минут длительности выделения тепловой энергии. Тепло, выделившееся в результате протекания экзотермической химической реакции между окисью кальция и водой сначала через теплопередающую стенку 2 контейнера 1, а затем через материал упаковки 11 передается находящемуся в ней пищевому продукту.

Здесь необходимо отметить, что предложенный активизируемый водой плоский нагреватель сохраняет работоспособность и в вертикальном положении при соответствующем выполнении емкости для воды.

Количество окиси кальция выбирается, во-первых, исходя

из того количества тепла, которое теоретически необходимо для нагрева заданного количества пищевого продукта до требуемой температуры, а во-вторых, с учетом неизбежных тепловых потерь в окружающую среду, величина которых зависит от конкретных условий при которых осуществляется нагрев пищевого продукта, а именно, от использования средств уменьшающих теплообмен с окружающей средой.

Что касается содержания безводного силикагеля в смеси, заполняющей полость 6 контейнера 1, то выбор верхнего предела содержания безводного силикагеля (в количестве 1 части на 3,0 вес. частей окиси кальция) обусловлен тем, что при большем содержании безводного силикагеля максимально достигаемая температура стенок 2 и 3 контейнера становится ниже 100°С. Нижний предел содержания безводного силикагеля (в количестве 1 части на 6,0 вес. частей окиси кальция) обусловлен тем, что максимально достигаемая температура стенок 2 и 3 становится больше 150°С, что может привести к нарушению целостности упаковки 11 с пищевым продуктом.

Промышленная применимость полезной модели подтверждается возможностью ее реализации при использовании широко известных в пищевой промышленности технологического оборудования и материалов.

Активизируемый водой плоский нагреватель, содержащий плоский контейнер с замкнутой полостью, в которой размещен теплогенерирующий материал, отличающийся тем, что замкнутая полость заполнена однородной смесью окиси кальция с безводным силикагелем, при содержании безводного силикагеля в количестве 1 ч. на 3,0-6,0 вес. Ч. окиси кальция, контейнер выполнен с двумя одинаковыми и расположенными напротив друг друга теплопередающими стенками, соединенными между собой по краям, при этом каждая стенка контейнера выполнена двухслойной, с внешним слоем из газоводопроницаемой стеклоткани и внутренним слоем из полимерного пористого нетканного материала, а соединение стенок между собой и слоев в каждой стенке между собой выполнено в виде общего термошва.